[发明专利]一种适用于冷原子干涉精密测量的双激光器系统

说明书

本公开提供了一种适用于冷原子干涉精密测量的双激光器系统，包括主激光器、主激光器稳频模块、第一分束模块和第一移频分束单元，用于提供回泵光和拉曼主激光；从激光器、从激光器锁相稳频模块、第二分束模块、激光放大器、第二移频分束单元，用于提供拉曼从激光、以及冷却光、探测光、清除光、态制备光；拉曼主激光和拉曼从激光经拉曼光移频单元产生拉曼激光。本公开的双激光器系统结构简单紧凑稳定，频率调节新颖灵活，适合小型化，工程化和产品化，特别适合为基于冷原子干涉测量的绝对重力仪，梯度仪，陀螺仪等提供激光解决方案。

技术领域

本公开涉及到激光频率控制技术领域，具体涉及一种适用于冷原子干涉精密测量的双激光器系统。

背景技术

随着冷原子技术的不断发展成熟，其在精密测量领域的应用潜力越来越受到重视。其中基于冷原子干涉法的精密测量就是其中一个代表。冷原子干涉测量需要用到各种频率的激光用于实现诸如原子冷却囚禁，原子能态制备，拉曼干涉和原子荧光探测等。需要的激光一般包括冷却光、回泵光、拉曼光、探测光。对于全光型的冷原子干涉重力仪，还需要额外的态制备光和清除光并配合已有拉曼光、回泵光组合作用来代替射频微波源在原子态制备阶段所起的作用。为了获得这些激光，通常的激光方案需要用到3台以上的激光器，这不但增加了激光稳频锁相系统的复杂度，同时也使得光路系统过大，不利于小型化，抗干扰能力变差。与此同时，为了获得所需频率的激光，通常激光方案的光路系统中用到的移频器件的规格种类和数量也较多较杂，这即增加了移频器件驱动系统的复杂度，也增加了系统的不稳定性。这些不足和缺陷严重制约了冷原子干涉精密测量的实用化和工程化实现。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开的目的是提供一种适用于冷原子干涉精密测量的双激光器系统。该双激光器系统结构简单紧凑稳定、频率调节新颖灵活、便于小型化、工程化和产品化。

(二)技术方案

本公开提供了一种适用于冷原子干涉精密测量的双激光器系统，包括：主激光器、主激光器稳频模块、第一分束模块和第一移频分束单元，用于提供回泵光和拉曼主激光；从激光器、从激光器锁相稳频模块、第二分束模块、激光放大器、第二移频分束单元，用于提供拉曼从激光、以及冷却光、探测光、清除光、态制备光；拉曼主激光和拉曼从激光先经拉曼合束单元合束，一部分合束后的激光进入从激光器锁相稳频模块的光电探测器作拍频，用于从激光器的锁相；另一部分合束后的激光进入拉曼光移频单元负向移频产生测量所需拉曼激光。

在本公开的一些实施例中，主激光器输出的激光经第一分束模块分为三路；第一路激光经主激光器稳频模块对主激光器进行稳频；第二路激光直接经过第一移频分束模块获得回泵光；第三路激光输入拉曼激光合束单元。

在本公开的一些实施例中，从激光器输出的激光经第二分束模块分为第四路激光和第五路激光；第四路激光输入拉曼激光合束单元，与主激光器分出的第三路激光先合束再分束为第六路激光和第七路激光；第六路激光作为拍频光信号进入从激光器锁相稳频模块；第七路激光经拉曼光移频单元，得到拉曼激光；第五路激光作为种子光进入激光放大器放大后进入第二移频分束单元，获得冷却光、探测光、态制备光和清除光。